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當(dāng)前位置:常熟市常陽(yáng)儀表科技有限公司>>技術(shù)文章>>執(zhí)行器的分類和發(fā)展
執(zhí)行器在自動(dòng)控制系統(tǒng)中的作用相當(dāng)于人的四肢,它接受調(diào)節(jié)器的控制信號(hào),改變操縱變量,使供應(yīng)過(guò)程按預(yù)定要求正常執(zhí)行。執(zhí)行器由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)組成。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是指根據(jù)調(diào)節(jié)器控制信號(hào)產(chǎn)生推力或位移的裝置,而調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出信號(hào)去改變能量或物料輸送量的裝置,而調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出信號(hào)支改變能量或物料輸送量的裝置,Z常見(jiàn)的是調(diào)節(jié)閥。在供應(yīng)現(xiàn)場(chǎng),執(zhí)行器直接控制介質(zhì),若選型或使用不當(dāng),往往會(huì)給供應(yīng)過(guò)程的自動(dòng)控制帶來(lái)困難。因此執(zhí)行器的選擇、使用和安裝調(diào)試是個(gè)重要的問(wèn)題。
執(zhí)行器按其能源形式分為氣動(dòng)、電動(dòng)和液動(dòng)三大類,它們各有特點(diǎn),適于不同的場(chǎng)合。隨著近幾年來(lái)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展各類執(zhí)行機(jī)構(gòu)正逐步走向智能化的道路,而其中專門(mén)和氣動(dòng)執(zhí)行器配套使用的智能閥門(mén)定位器和全電子電動(dòng)執(zhí)行器的出現(xiàn)更加速了執(zhí)行機(jī)構(gòu)智能化的發(fā)展,為執(zhí)行器的應(yīng)用開(kāi)辟了新天地。
1 液動(dòng)執(zhí)行器
液動(dòng)執(zhí)行器推力Z大,一般都是機(jī)電一體化的,但比較笨重,所以現(xiàn)在使用不多。但也因?yàn)槠渫屏Υ蟮奶攸c(diǎn),在一些大型場(chǎng)所因無(wú)法取代而被采用,如三峽的船閥用的就是液動(dòng)執(zhí)行器。
2 氣動(dòng)執(zhí)行器
氣動(dòng)執(zhí)行器的執(zhí)地機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是統(tǒng)一的整體,其執(zhí)行機(jī)構(gòu)有薄膜式(見(jiàn)圖1)和活塞式(見(jiàn)圖2)兩類?;钊叫谐涕L(zhǎng),適用于要求有較大推力的場(chǎng)合,不但可以直接帶動(dòng)閥軒,而且可以和蝸輪蝸桿等配合使用;而薄膜式行程較小,只能直接帶動(dòng)閥桿。其執(zhí)行器分為正作用和反作用兩種形式,所謂正作用就是信號(hào)壓力增大,推桿向下;反作用形式就是信號(hào)壓力增大,推桿向上。這種執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出位移與輸入氣壓信號(hào)成正比例關(guān)系,信號(hào)壓力越大,推桿的位移量也越大。當(dāng)壓力與彈簧的反作用力平衡時(shí),推桿穩(wěn)定在某一位置,氣動(dòng)執(zhí)行器又有角行程氣動(dòng)執(zhí)行器和直行程氣動(dòng)執(zhí)行器兩種。隨著氣動(dòng)執(zhí)行器智能化的不斷發(fā)展,智能閥門(mén)定位器成為其*的配套產(chǎn)品。智能閥門(mén)定位器內(nèi)裝集成度的微控制器,采用電平衡(數(shù)字平衡)原理代替?zhèn)鹘y(tǒng)的力平衡原理,將電控命令轉(zhuǎn)換成氣動(dòng)定位增量來(lái)實(shí)現(xiàn)閥位控制;利用數(shù)字式開(kāi)、停、關(guān)的信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作;閥位反饋信號(hào)直接通過(guò)度的位置傳感器,實(shí)現(xiàn)電/氣轉(zhuǎn)換功能。智能閥門(mén)定位器有提輸出力和動(dòng)作速度、調(diào)節(jié)度(Z小行程分辨率可達(dá)±0.05%)、克服閥桿摩擦力、實(shí)現(xiàn)正確定位等特點(diǎn)。正是因?yàn)檫@些配套產(chǎn)品的不斷智能化,才使得氣動(dòng)執(zhí)行器更加智能化。
由于氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輸出推力大、動(dòng)作平穩(wěn)、安全防爆等點(diǎn),在化工、煉油等對(duì)安全要求較的供應(yīng)過(guò)程中得到廣泛的應(yīng)用。
3 電動(dòng)執(zhí)行器
電動(dòng)執(zhí)行器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是分開(kāi)的兩部分,其執(zhí)行機(jī)構(gòu)分角行程和直行程兩種。電動(dòng)執(zhí)行器接受來(lái)自調(diào)節(jié)器的直流信號(hào),并將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移或直行程位移去操縱閥門(mén)、擋板等調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)。電動(dòng)執(zhí)行器組成見(jiàn)圖3。
電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)安全防爆性能差,電機(jī)動(dòng)作不夠迅速,且在行程阻或閥桿被扎住時(shí)電機(jī)容易受損。盡管近年來(lái)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)在不斷改進(jìn)并有擴(kuò)大應(yīng)用的趨勢(shì),但從總體上看不及氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)用的普遍。 隨著自動(dòng)化、電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)在越來(lái)越多的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)已經(jīng)向智能化發(fā)展。上海自動(dòng)化儀表股份有限公司在引進(jìn)外技術(shù)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的新產(chǎn)品,采用了雙CPU、電子限力矩保護(hù)、電子行程限位、數(shù)字式位置發(fā)送器、相位自動(dòng)鑒別、紅外線遙控調(diào)試以及故障診斷、自動(dòng)切換處理多種保護(hù)拖施等關(guān)鍵技術(shù),提了產(chǎn)品的穩(wěn)定性、性和度等級(jí)。它已通過(guò)防爆及射頻干擾、靜電放電、快速瞬變脈沖群等試驗(yàn),基本誤差小于±1.5%,回差為1%,外殼保護(hù)等級(jí)為IP65,使用環(huán)境溫度為-25℃~70℃,這些指標(biāo)均已達(dá)到際水平。智能電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)是一類終端控制儀表,它根據(jù)控制電信號(hào)直接操作改變調(diào)節(jié)閥閥桿的位移。由于人們對(duì)控制系統(tǒng)的度和動(dòng)態(tài)特性提出了越來(lái)越的要求,電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)能夠獲得Z快響應(yīng)時(shí)間,實(shí)現(xiàn)控制也更為合理、方便、經(jīng)濟(jì),因而正受到用戶的歡迎。它還可免去選用氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)必需配置良?xì)庠丛O(shè)備和安裝氣路管線的麻煩。
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展,我們有理由相信,今后的執(zhí)行器將會(huì)和其它儀表一樣更加智能.
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